摘要：随着我国经济的不断发展，燃煤对我国空气造成了严重的空气污染，尤其是空气中含有的二氧化氮的污染更为严重。文章对大气中二氧化氮含量的测定方式进行了分析，旨在加强对空气中二氧化氮含量的监测，以进一步提升空气质量。

关键词：大气;二氧化氮;含量;测定方法

中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.040

Determination of nitrogen dioxide in the atmosphere

Sun Zhan

（Urumqi City Environmental Monitoring Center Station，Urumqi Xinjiang 830000，China）

Abstract：With the continuous development of Chinas economy， coal combustion has caused serious air pollution in China， especially nitrogen dioxide pollution in the air. This paper mainly analyzes the determination method of nitrogen dioxide content in the atmosphere， aiming at strengthening the monitoring of nitrogen dioxide content in the air and further improving the air quality.

Key words：Atmosphere;Nitrogen dioxide;Content;Determination method

二氧化氮主要是指大氣中的含氮污染物。大气中的二氧化氮含量过多，不仅会影响大气能见度，而且会严重降低空气质量。研究证明，大气中的二氧化氮是形成灰霾的主要因素。此外，过高的二氧化氮含量，会对人体的呼吸系统、心脑血管等造成严重损害。因此，加强对大气中二氧化氮含量的测定方法的研究，对于提升空气质量、保障人们的身体健康具有重要的意义。一般情况下，对大气中的二氧化氮浓度的测量方法主要有间接法和直接法两种。

1 空气中二氧化氮气体的危害

二氧化氮是一种棕红色的气体，有刺激性臭味，腐蚀性和氧化性较强。二氧化氮是造成大气污染的主要原因之一。

1.1 空气中二氧化氮的来源

一般情况下，空气中的二氧化氮主要有两种来源：天然源和人为源。雷电、森林火灾、火山爆发等自然现象都会产生一定的二氧化氮，这是二氧化氮的天然源。人类活动中机动车、工业窑炉、化工厂等对燃料的燃烧过程会产生大量的二氧化氮或者是氮氧化物，对大气造成了严重的污染，这种是人为源。人为源是空气造成空气中二氧化氮污染的主要原因之一。

1.2 空气中二氧化氮气体的危害

经研究证明，空气中二氧化氮气体的危害主要包括以下方面。

（1）造成酸沉降现象。机动车辆在燃烧汽油、柴油等燃料的过程中会产生大量的二氧化氮。这些二氧化氮排放到空气中之后，在逐渐上升的过程中与空气中的水蒸气发生作用，产生硫酸和硝酸小滴，这就是酸雨的主要形成原因。值得注意的是，煤和石油的燃烧是形成酸雨的最主要原因。酸雨对环境和人类的危害非常大，不仅对建筑物和工业设备具有很强的腐蚀作用，而且当酸雨落到田地之后，严重破坏土壤的营养成分，致使大量的农作物死亡。此外，酸雨落到地面之后，会经由地面逐渐渗透到地下水层中，人类一旦饮用了含有酸化物的水，会对人体的健康造成严重的破坏。

（2）光化学烟雾。空气中的二氧化氮和碳氢化合物在紫外线的照射作用下，会发生光化学反应，生成光化学烟雾，光化学烟雾对人体具有很强的刺激性，人类一旦吸入光化学烟雾，对人体组织具有严重的毒害作用。

（3）破坏臭氧层。空气中的二氧化氮对平流层的臭氧层具有严重的破坏作用，而且二氧化氮利用光合作用发生化学反应，对臭氧层带来破坏的同时，还会产生二氧化氮气体，对空气造成二次污染。

（4）温室效应。氮氧化物在释放的过程中产生硝化和反硝化作用，并同时释放二氧化氮，而二氧化氮正是造成地球温室效应的主要原因。

由此可见，逐渐加强对空气中二氧化氮含量的测定方法的研究，科学判断人类生存环境质量的优劣，对于进一步加强对空气中二氧化氮含量的预防和治理具有重要的参考作用。随着全球工业化水平的不断提升，人为活动向空气中排放的二氧化氮的含量逐渐增加，对空气质量造成了严重的污染，引起气候的异常变化，严重破坏了人类的正常的生存环境，并对人体健康带来了严重的威胁。因此，加强对大气中二氧化氮的浓度的监测和分析具有重要的实际意义。

现阶段，通常使用的测定大气中二氧化氮浓度的方法主要有间接测定方法和直接测定方法两种。

2 大气中二氧化氮浓度的间接测定方法

2.1 分光光度法

分光光度法主要的测量方式就是将大气中的二氧化氮放进吸收瓶中，二氧化氮与吸收瓶中的对氨基苯磺酸发生重氮化反应，发生重氮化反应的二氧化氮再与盐酸萘乙二胺产生反应，在这种情况下，会生成玫瑰红色的偶氮染料，最后利用分光光度计在540nm处进行吸光测量，以此确定二氧化氮的浓度[1]。

盐酸萘乙二胺分光光度法准确度和稳定性比较高，在现阶段的二氧化氮测量中得到了广泛应用。在利用分光光度法测量大气中的二氧化氮含量时，要注意避开试剂中的毒性。此外，由于分光光度法的测量试剂在阳光下会产生分解效应而降低测量效果，所以在使用过程中要注重避光密封保存。值得注意的是，冰乙酸的放置时间不能过长，以免出现测量误差现象。为了提升分光光度法对二氧化氮测量结果的准确性，二氧化氮的样品要及时进行使用，并进行妥当保存。

2.2 离子色谱法

利用三乙醇胺吸收液对二氧化氮进行采样，空气中的二氧化氮经过化学反应变成NO2-以及NO3-。通过对这两种物体的含量检测，来确定空气中二氧化氮的含量。

在实际的应用过程中，由于离子色谱法具有较高的灵敏度，而且测量步骤简单，比较适用于对多种阴离子的测量。离子色谱法主要是根据离子交换进行测量。由于在实际的测量过程中，离子色谱法的检测时间比较长，实际的应用可行性比较差。采用离子色谱法对博物馆内的空气进行检测，得出的数据如表1[2]。

2.3 流动注射化学发光法

流动注射化学发光法主要是通过空气泵，在控制空气流速的情况下，让空气样本经过吸收液。在这个过程中二氧化氮通过化学反应转化为过氧化亚硝酸根，然后进行液相发光检测。

2.4 化学发光法

化学发光法通常是把二氧化氮转化为一氧化氮之后，通过一氧化氮和03产生的化学反应，来检测大气中二氧化氮的含量。一般情况下，把二氧化氮转化为一氧化氮主要有两种方式：化学转化反应方法和光解反应方法。化学转化反应方法主要是利用金或者钼实现转化，虽然这种方法具有较高的重复性，但是，抗干扰能力比较弱，往往导致检测结果的不准确，因此检测者可以在检测之前利用氮氧化物光解反应装置排除其他物质的干扰;化学发光方法检测用时比较短，线性范围比较广，在实际的应用过程中，实现了商用化，而且美国环保局主要使用化学发光方法进行定量分析氮氧化物。

2.5 荧光猝灭法

荧光猝灭法主要利用二氧化氮的特性进行检测。二氧化氮能够在藏红T溶液中进行溶解，并发生反应转化成NO2-，而且在酸性条件下，NO2-能够使藏红T发生荧光猝灭现象[3]，检测者可以根据这种方法检测大气中的二氧化氮的浓度。虽然在社会机构中，对荧光猝灭法进行了一定的研究，并制定了检测二氧化氮的实验方案，但是由于其技术还不成熟，因此还没有得到广泛的实际应用。

3 大气中二氧化氮浓度的直接测定方法

3.1 激光诱导荧光法

激光诱导荧光法主要是利用特定波长的激光把二氧化氮激发至激发态，采集二氧化氮分子退激发的荧光信号来测量二氧化氮的浓度。然后根据荧光信号的强弱检测二氧化氮的含量[4]。一般情况下，激光诱导荧光法的检测限比较低，比较适合对空气的二氧化氮的含量进行测量。此外，检测仪器的准确性对于检测结果具有重要的影响，因此相关人员要对检测仪器进行定期标定。

3.2 腔衰荡光谱技术

随着科学技术的不断发展，高反腔的测量技术取得了很大的进步，使得利用腔衰荡光谱技术检测大气中的二氧化氮浓度成为可能。腔衰荡光谱技术主要是通过光在衰荡腔内进行对次反射的衰荡时间，以此来判定腔内的待测气体的含量。根据实验证明，腔体内的二氧化氮的含量和本底衰荡时间以及衰荡时间存在一定的函数关系[5]。

利用腔衰荡光谱技术检测大气中的二氧化氮的浓度，操作步骤比较简单，而且功耗比较低。此外，腔衰荡光谱技术具有较高的灵敏度，抗干扰能力比较强，在大气的二氧化氮检测中逐渐得到了普遍应用。

3.3 差分吸收光谱法

差分吸收光谱法在实际的大气监测中得到了广泛的应用。差分吸收光谱法主要是依据Lambert-Beer定律，利用滤波技术的作用下，留下窄带吸收而形成光衰减，通过与标准参考谱用最小二乘法进行拟合，用反演的方式，对空气的二氧化氮含量进行准确测量[6]。差分吸收光谱法可以监测的范围比较大，可以进行监测的物体种类比较多。此外，差分吸收光谱法的检测限比较低，精确度比较高，因此在实际的监测过程中得到了广泛的应用。

3.4 差分吸收激光雷达法

由于差分吸收激光雷达法的测量结果准确度比较高，因此在实际的检测二氧化氮的过程中得到了广泛的应用。差分吸收激光雷达法主要是通过发射两束窄线宽、波长相近的脉冲激光进行检测，这两束光分别位于二氧化氮气体的吸收谱峰以及吸收谱谷底。然后检测者可以根据反射光的强度差的大小，判断二氧化氮的含量。由于差分吸收激光雷达法的空间分辨率比较高，并且扫描速度比较快，能够对大气中的大部分地气体含量进行实时检测，因此，在实际的检测过程中受到了检测者的广泛青睐。但值得注意的是，在利用差分吸收激光雷达法进行大气检测时，由于激光器对技术要求比较高，具有一定的复杂性，且检测成本比较高，检测者在应用时要引起重视。

4 结语

综上所述，大气中过高的二氧化氮浓度，不仅对于环境危害比较大，而且严重影响了人们的身体健康。随着科学技术的不断发展，对大气中二氧化氮含量的测量方法越来越多，而且技术手段越来越成熟。但是，由于实际测量环境的影响，一定程度上会对检测技术产生影响。因此，要不斷加强对二氧化氮含量的测定方法的研究，提升测量的准确性和稳定性，切实保障人们的生活环境和身体健康。

参考文献

[1]吴雨彤，吴海，马浩淼，等.大气中二氧化氮含量的测定方法[J].化学分析计量，2019，28（05）：123-127.

[2]孙美侠.环境空气中二氧化氮测定的不确定度评定[J].广州化工，2013，41（22）：125-127.

[3]许瑞卿，刘彤，李郁，等.工作场所空气中二氧化氮测定的离子色谱法[J].中华劳动卫生职业病杂志，2013，31（08）：631-633.

[4]王世栋，柯宗枝，高忠.《GBZ/T16029-2004》中一氧化氮和二氧化氮采样方法存在问题和对策初探[J].中国煤炭工业医学杂志，2012，15（09）：1411-1412.

[5]刘菊.博物馆环境中SO2和NO2气体被动采样及检测方法的研究[D].上海：华东理工大学，2011.

[6]周芸芸，钱枫，付颖.烟气中SO2和NO2相互作用的研究[J].环境科学与技术，2006（09）：32-33+40+116-117.

收稿日期：2020-09-11

作者简介：孙展（1980-），女，汉族，研究生，工程师，研究方向为环境空气。